第1关:设计和使用虚函数

在 C++ 中，虚函数是一种非常重要的概念，它允许子类重写父类的函数，并且在运行时调用正确的函数。

设计虚函数的一般步骤如下：

1. 在基类中定义虚函数，使用关键字 virtual。
2. 在派生类中重写虚函数，如果不需要重写，则直接继承即可。
3. 在使用时，使用基类指针或引用指向派生类对象，从而调用正确的函数。

下面是一个简单的例子，演示如何使用虚函数：

#include <iostream>

class Shape {
public:
    virtual void draw() {
        std::cout << "Drawing a shape..." << std::endl;
    }
};

class Circle : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a circle..." << std::endl;
    }
};

class Square : public Shape {
public:
    void draw() override {
        std::cout << "Drawing a square..." << std::endl;
    }
};

int main() {
    Shape* shape1 = new Circle();
    Shape* shape2 = new Square();
    shape1->draw(); // 输出 "Drawing a circle..."
    shape2->draw(); // 输出 "Drawing a square..."
    delete shape1;
    delete shape2;
    return 0;
}

在这个例子中，我们定义了一个基类 Shape 和两个派生类 Circle 和 Square。在基类 Shape 中定义了一个虚函数 draw，然后在派生类 Circle 和 Square 中重写了这个函数。在主函数中，我们使用基类指针指向派生类对象，然后调用了这个虚函数，从而实现了多态性。

值得注意的是，如果不使用虚函数，那么在使用基类指针或引用指向派生类对象时，将会调用基类中的函数，而不是派生类中的函数。这将导致程序无法实现多态性，而虚函数则解决了这个问题。